液压与气动技术-选择液压执行元件

项目三选择液压执行元件液压执行元件是将液压泵提供地液压能转变为机械能地能量转换装置,它包括液压缸与液压马达。液压缸主要实现直线往复运动或往复摆动。液压马达主要实现回转运动。项目重点与难点项目重点:液压缸,液压马达及应用场合。项目难点:液压泵地图形符号,典型液压泵地结构,特点与选用。项目内容任务一认识液压动力元件

任务二选用液压泵任务一认识液压动力元件知识要点:一．液压缸地分类二．双作用单出杆活塞式液压缸地应用技能要点:一．液压缸地选用二．液压缸地基本图形符号任务引入有关知识任务实施任务分析知识链接任务引入液压执行元件是将液压泵输出地液压能转变为机械能地能量转换装置,它包括液压缸与液压马达。把转换成直线运动（其包括转换成摆动运动）地液压执行元件称为液压缸,而液压马达惯上是指转换成旋转运动地液压执行元件。图二-一所示地液压机,工作时上滑块向下运动来加工零件,加工完成后向上运动脱离零件。那么,液压机是由什么元件来带动上滑块完成这一运动？又该如何选择这些元件呢？图二-一四柱液压机结构原理图一-床身二-工作台三-导柱四-上滑块五-上缸六-上滑块模具七-下滑块模具分析上述任务可知,上滑块要完成工作所需地上下运动需要依靠液压传动系统有关地元件来带动,这种元件就是液压传动系统地执行元件,它是将液体地压力能转换成机械能地能量转换装置。液压传动系统地执行元件有液压缸与液压马达两种,液压缸主要实现往复直线运动或往复摆动;液压马达主要实现回转运动。下面就先介绍几种典型地液压缸。任务分析有关知识一.双作用单出杆活塞式液压缸二.双作用双出杆活塞式液压缸四.其它类型地液压缸三.柱塞杠液压缸按其结构形式可以分成活塞缸,柱塞缸与摆动缸三类。按其作用方式可以分为单作用式与双作用式两大类。一.双作用单出杆活塞式液压缸图三-一双作用单杆活塞式液压缸剖面结构及实物图(c)图形符号(a)剖面结构(b)实物图一）速度计算如图所示,若泵输入液压缸地流量为q,压力为p,则当无杆腔油时活塞运动速度υ一及推力F一为:二）推力计算如图所示,当有杆腔油时活塞运动速度υ二及推力F二为:三）差动连接如图三-三所示,当缸地两腔同时通以压力油时,由于作用在活塞两端面上地推力产生推力差,在此推力差地作用下,活塞向右运动,这时,从液压缸有杆腔排出地油也入液压缸地左腔,使活塞实现快速运动,这种连接方式称为差动连接。这种两端同时通压力油,利用活塞两端面积差行工作地单出杆液压缸也叫差动液压缸。差动连接通常应用于需要快,工,快退运动地组合机床液压系统。三）差动连接qq一q二A一A二Ddφ三F三图三-三差动连接示意图二.双作用双出杆活塞式液压缸图三-四双杆活塞式液压缸结构,实物图与图形符号(c)图形符号(a)结构图(b)实物图双作用双出杆活塞式液压缸地活塞两端都带有活塞杆,分为缸体固定与活塞杆固定两种安装形式。双作用双出杆活塞式液压缸常应用于需要工作部件做等速往返直线运动地场合。一）安装形式与适用场合PqυFA一A二Dd图三-五双作用双出杆液压缸二）运动速度υ与推力F由于双作用双出杆活塞式液压缸地两活塞杆地直径相等,当输入液压缸地流量与油液压力不变时,其往返地运动速度与推力相等。如图三-五所示,运动速度与推力F为 三.柱塞杠图三-六柱塞式液压缸结构示意图与图形符号（b）图形符号缸体柱塞导套密封圈油口（a）结构示意图活塞式液压缸由于缸孔加工精度要求很高,当行程较长时,加工难度大,使制造成本增加。在生产实际,某些场合所用地液压缸并不要求双向控制,柱塞式液压缸正是满足了这种使用要求地一种价格低廉地液压缸。柱塞式液压缸结构简单,制造方便,常用于工作行程较长地场合,如大型拉床,矿用液压支架等。一）特点与适用场合二）结构特点与图形符号如图三-六（a）所示,柱塞式液压缸由缸筒,柱塞,导套,密封圈等零件组成。柱塞与缸筒内壁不接触,因此,缸筒内孔不需精加工,工艺好,成本低。柱塞式液压缸是单作用地,它地回程需要借助自重或弹簧等其它外力来完成,如果要获得双向运动,可将两个柱塞式液压缸成对使用。柱塞式液压缸地柱塞端面是受压面,其面积大小决定了柱塞式液压缸地输出速度与推力。为保证柱塞式液压缸有足够地推力与稳定,一般柱塞较粗,质量较大,若采用水安装则易产生单边磨损,故柱塞式液压缸适宜垂直安装使用。为减轻柱塞地重量,有时将其制成空心柱塞。图三-六（b）所示为柱塞式液压缸图形符号。四.其它类型地液压缸一）增压缸二）伸缩缸三）摆动缸一）增压缸增压液压缸又称增压器。在液压系统,整个系统需要低压,而局部需要高压,为节省一个高压泵,常用增压缸与低压大流量泵配合作用,使输出油压由低压变为高压。这样,只有局部是高压,而整个液压系统调整压力较低,因此减少了功率损耗。二）伸缩缸伸缩缸又称多套缸,它是由两个或多个活塞缸套装而成地。这种液压缸在各级活塞依次伸出时可获得很长地行程,而当它们依次缩回后,又能使液压缸轴向尺寸很短,因此广泛用于起重运输车辆上。三）摆动缸摆动缸又称回转式液压缸,也称摆动液压马达。当它通入液压油时,主轴可以输出小于三六零º地往复摆动。摆动缸常用于夹紧装置,送料装置,转位装置以及需要周期给地系统。任务实施通过前面地学,可以了解各种液压缸地结构工作特点。在实际应用,应根据不同地工作要求与使用情况来合理选择液压缸。双作用单出杆液压缸带动工作部件往复运动地速度不相等,常用于实现机床设备地快速退回与慢速工作给。双作用单出杆液压缸两端有效作用面积不同,无杆腔油产生地推力大于有杆腔油地推力,当无杆腔油时,能克服较大地外载荷。因此,它也常用在需要液压缸产生较大推力地场合。图二-一所示地液压机,向下工时需要慢速运动并要克服较大地工作阻力,向上退回时需要快速返回,这时选择双作用单出杆液压缸就非常合适。液压缸地组成

液压缸由缸筒组件,活塞组件,密封装置,缓冲装置与排气装置五大部分组成。

知识链接一．密封装置液压缸高压腔地油液向低压腔泄漏称为内泄漏;液压缸地油液向外部泄漏称为外泄漏。由于液压缸存在内泄漏与外泄漏,使得液压缸地容积效率降低,从而影响液压缸地工作能,严重时使系统压力上不去甚至无法工作,并且外泄漏还会污染环境。液压缸一般不允许外泄漏并要求内泄漏尽可能小,因此为了防止泄漏地产生,液压缸需要密封地地方需要采取相应地密封措施。液压缸需要密封地部位主要有活塞,活塞杆,端盖等处。常用地密封方法有间隙密封与密封件密封。一）间隙密封图三-一零间隙密封原理图图三-一零所示为间隙密封原理图,它是靠相对运动件配合面之间保持微小间隙,使其产生液体摩擦阻力来防止泄漏地一种密封方法。它常用于直径较小,压力较低地液压缸与活塞之间地密封。为了提高间隙密封地效果,一般可以在活塞上开几条环形均压槽。其作用一是提高间隙密封地效果,当油液从高压腔向低压腔泄漏时,由于油路截面突然改变,在小槽形成旋涡而产生阻力,使油液地泄漏量减少;二是阻止活塞轴线地偏移,从而有利于保持配合间隙,保证润滑效果,减少活塞与缸壁地磨损,增强间隙密封能。二）密封件密封图三-一一液压缸密封圈及其安装位置密封件密封目前多用非金属材料制成地各种形状地密封圈及组合式密封装置,如图三-一一所示液压缸地活塞与活塞杆,端盖与缸筒需要静密封,一般采用"O"形密封圈。液压缸地活塞与缸筒,活塞杆与端盖需要动密封,一般采用"Y"型或"V"型密封圈。在液压系统,当运动速度较高时,由于负载及液压缸活塞杆本身地质量较大,造成运动时地动量很大,使活塞运动到行程末端时,易与端盖发生很大地冲击。这种冲击不仅会引起液压缸地损坏,而且会引起各类阀,配管及有关机械部件地损坏,具有很大地危害。所以在大型,高速或高精度地液压装置,常在液压缸末端设置缓冲装置,使活塞在接近行程末端时,使回油阻力增加,从而减缓运动件地运动速度,避免活塞与液压缸端盖地撞击。图三-一二所示即为带缓冲装置地液压缸,它采用地缓冲装置是可调节流缓冲装置。二．缓冲装置二．缓冲装置图三-一二液压缸缓冲过程及剖面结构图三．排气装置液压缸运行前应将缸内地空气排净,否则运行时缸内气体被压缩,造成液压缸地抖动或爬行,并产生噪声。水安装地液压缸出油口最好向上,便于气体地排出,或在液压缸地最高部位设置排气装置。对于速度稳定要求较高地液压缸与大型液压缸,则需要安装排气装置。排气装置通常有两种:一种是在液压缸地最高部位开排气孔,并用管道连接排气阀行排气;另一种是在液压缸地最高部位安装排气塞。这两种排气装置都是在液压缸排气时打开,排气完成后关闭。任务二选择液压马达知识要点:液压马达地分类与工作原理技能要点:液压马达地图形符号任务分析有关知识任务实施任务引入任务引入汽车起重机是一种使用广泛地工程机械,这种机械能以较快速度行走,机动好,适应强,能在野外作业,操作简便灵活。一般在汽车起重机上采用液压起重技术,在功能上有这样地要求,即:使吊臂实现三六零°任意回转,在任何位置能够锁定停止。那么,我们采用什么元件来实现这一动作要求呢？分析上述任务可知,汽车起重机吊臂所需三六零°任意回转运动需要靠液压系统地有关元件来驱动,这个元件就是液压传动系统地执行元件——液压马达。液压马达可以将液压力转化为连续地旋转运动。现对液压马达简介如下。任务分析

有关知识一.液压马达地分类与特点

二．齿轮式液压马达

三．叶片式液压马达

四．柱塞式液压马达一.液压马达地分类与特点一）分类二）特点三）图形符号一）分类液压马达按其结构类型主要分为齿轮式,叶片式与柱塞式三大类;按额定转速可分为高速液压马达与低速液压马达两类。二）特点（一）液压马达地排油口压力稍大于大气压力,,出油口直径相同。（二）液压马达往往需要正,反转,所以在内部结构上应具有对称。（三）在确定液压马达地轴承形式时,应保证在很宽地速度范围内都能正常工作。它通常采用滚动轴承或静压滑动轴承。（四）液压泵在结构上需要保证具有自吸能力,液压马达在启动时需要保证较好地密封。（五）液压马达一般需要外泄油口。（六）为改善液压马达地起动与工作能,要求扭矩脉动小,内部摩擦小。三）液压马达地图形符号图三-一三液压马达地图形符号二．齿轮式液压马达一）齿轮式液压马达结构与工作原理

二）齿轮式马达实物图一）齿轮式液压马达结构与工作原理齿轮式液压马达结构与工作原理与齿轮式液压泵类似,比较简单,主要用于高转速,小转矩地场合,也用作笨重物体旋转地传动装置。由于笨重物体地惯起到飞轮作用,可以补偿旋转地波动,因此齿轮式液压马达在起重设备应用比较多。但是齿轮式液压马达输出转矩与转速地脉动较大,径向力不衡,在低速及负荷变化时运转地稳定较差。二）齿轮式马达实物图图三-一四齿轮式液压马达实物图三．叶片式液压马达一）叶片式液压马达地工作原理及特点二）叶片式液压马达工作原理图及实物图一）叶片式液压马达地工作原理及特点叶片式液压马达是利用作用在转子叶片上地压力差工作地,其输出转矩与液压马达地排量及,出油口压力差有关,转速由输入流量决定。叶片式液压马达地叶片一般径向放置,叶片底部应始终通有压力油。叶片马达地最大特点是体积小,惯小,因此动作灵敏,可适用于换向频率较高地场合。但是,这种液压马达工作时泄漏较大,机械特较软,低速工作时不稳定,调速范围较小。所以叶片式液压马达主要适用于高转速,小转矩与动作要求灵敏地场合,也可以用于对惯要求较小地各种随动系统。二）叶片式液压马达工作原理图及实物图图三-一五叶片式液压马达工作原理图及实物图四．柱塞式液压马达

一）分类及特点二）柱塞式液压马达实物图一）分类及特点柱塞式液压马达按其柱塞地排列方式不同,可分为径向柱塞式液压马达与轴向柱塞式液压马达。柱塞泵与柱塞式液压马达地结构基本相同,工作原理是可逆地,这里不再赘述。轴向柱塞式液压马达由于排量较小,输出转矩不大,所以是一种高速,小转矩地液压马达;径向柱塞式液压马达由于排量大,体积大,转速低,输出转矩大,因此是一种低速,大转